專(zhuān)利名稱：一種片和制造它的方法
發(fā)明的背景和先有技術(shù)本發(fā)明涉及按照后面的專(zhuān)利權(quán)利要求書(shū)的前序部分所述的一種片。本發(fā)明也涉及生產(chǎn)這樣一種片的方法。所討論的片可以用于所有類(lèi)型的表面成形目的。該片也可用作構(gòu)造元件，可用任何合適類(lèi)型的表面層對(duì)其進(jìn)行涂復(fù)，但是也可用各種各樣不同的連接，在它本身上設(shè)計(jì)形成高質(zhì)量的表面結(jié)構(gòu)。
聚合物材料片，特別是不同類(lèi)型的泡沫材料，由于它們能夠?qū)⑤p的重量和良好的穩(wěn)定性對(duì)濕度的不靈敏性、良好的隔離噪音和隔熱特性等等組合在一起而有許多優(yōu)點(diǎn)。但是，對(duì)于這里討論的這類(lèi)先有技術(shù)的片材料，有一個(gè)問(wèn)題是它們的耐火焰和耐火特性需要改進(jìn)。例如在建筑物內(nèi)部起火時(shí)，所產(chǎn)生的高溫對(duì)片材料的加熱達(dá)到這樣的程度，使片材料開(kāi)始分解，放出氣體。
本發(fā)明的概要本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)片的耐火、耐火焰或耐高溫特性的各種方法。在下文中，當(dāng)使用“耐高溫特性”或類(lèi)似術(shù)語(yǔ)時(shí)，應(yīng)認(rèn)為也包括適當(dāng)?shù)哪突鸺盎鹧娴奶匦?。按照本發(fā)明，通過(guò)與后面的專(zhuān)利權(quán)利要求書(shū)中有關(guān)的各種特性，可達(dá)到這一目的。
通過(guò)權(quán)利要求1中定義的復(fù)合結(jié)構(gòu)，得到一種片，其中無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物將對(duì)高溫提供良好的保護(hù)效果，有點(diǎn)是因?yàn)樵搶影欣w維狀的無(wú)機(jī)材料。片中該層有中空和多孔的結(jié)構(gòu)，得到良好的隔離火的特性。應(yīng)該指出，因存在許多由無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物構(gòu)成的不同層，通過(guò)合適的選擇層中所包含的組分，各個(gè)層中的密度／孔隙率可以是不同的。
因?yàn)闊o(wú)機(jī)硅酸鹽化合物在加熱時(shí)能放出一種有冷卻效果的組份，所以這種化合物是優(yōu)選的。實(shí)際上這種冷卻組分是水。這就意味著所討論的硅酸鹽化合物是由水玻璃構(gòu)成的。這種材料包含結(jié)合水，它在加熱時(shí)會(huì)釋放出來(lái)，從而對(duì)防火功能有利。鈉和鉀的硅酸鹽化合物兩種都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，硅酸鈉是優(yōu)選的。
該層還包括至少一種填料。為了構(gòu)成組合相對(duì)低密度和高剛性的一種片，優(yōu)選的填料有較低的密度，至少小于1000，合適的小于600，優(yōu)選的小于300公斤／立方米(kg per m3)。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，填料由無(wú)機(jī)顆粒構(gòu)成，獲得了改進(jìn)的片的耐高溫特性。按照特定的優(yōu)選實(shí)施方案，無(wú)機(jī)顆粒是以玻璃空心球的形式存在的。
按照另一個(gè)實(shí)施方案，填料是由膨脹的熱塑顆粒構(gòu)成。這樣的顆粒有將低密度和進(jìn)一步結(jié)合功能組合在一起的優(yōu)點(diǎn)。但是，顆粒的有機(jī)特征在某種程度上減小了耐高溫特性；至少有增加從該片排放不希望的氣體的傾向。但是由于熱塑顆粒所具有的有利的結(jié)構(gòu)特性在某些情況下，這種效果是可以接受的。
按照本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案，填料包括有機(jī)和無(wú)機(jī)顆粒的混合物。因此，最好盡可能維持片中的良好的結(jié)合功能來(lái)限定有機(jī)顆粒的比例。
纖維狀的無(wú)機(jī)材料為幅面料狀是有利的，多少有點(diǎn)為合理地生產(chǎn)各層創(chuàng)造有利的條件。因此如玻璃纖維、礦物纖維或陶瓷纖維是比較合適的。
其中有添加劑的硅酸鹽化合物組成第一層重量的重量百分比是25-90，合適的是45-80，最好約65％。
纖維狀無(wú)機(jī)材料構(gòu)成第一層的重量百分比是10-60，合適的是15-45，最好約25％。
填料，以無(wú)機(jī)或有機(jī)顆粒的形式或兩者都有，構(gòu)成第一層的重量百分比是3-60，合適的是5-40，最好約10％。第一層包括第一薄片和第二薄片，第一薄片包括無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物，而第二薄片包括多孔材料，允許在生產(chǎn)該片時(shí)如通過(guò)熱壓，讓氣體沿著和／或通過(guò)所述多孔材料薄片逸出。在沒(méi)有多孔材料薄片時(shí)在生產(chǎn)(熱壓)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體，在很大程度上或多或少將包含有干擾該片成形的風(fēng)險(xiǎn)，在某種程度上將導(dǎo)致得到的該片的結(jié)構(gòu)不均衡。在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體(水蒸汽)，這樣可以從多孔材料薄片逸出。按照另一個(gè)實(shí)施方案，而是至少有一個(gè)加壓表面可以由多孔或打孔的材料制成，以便允許氣體通過(guò)所述加壓表面逸出。
本發(fā)明的片可以由單獨(dú)的一層構(gòu)成，該層包括至少一種無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物和一種纖維無(wú)機(jī)材料，還可能加上多孔材料薄片。但是，也可以熱壓許多第一層的片，或通過(guò)層壓許多第一層來(lái)形成該片，其中，第一層至少部分具有通過(guò)干燥和接著固化硅酸鹽，和熱塑顆?？赡艿呐蛎洬@得的硬的特性。另一種是，第一類(lèi)型的一層或幾層與一層或幾層第二層可以組合起來(lái)。按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，該第二層可以包括纖維材料、固化的樹(shù)脂和膨脹的熱塑性顆粒。
按照發(fā)明的片的優(yōu)選實(shí)施方案，設(shè)計(jì)后者使它包括至少30，合適的至少40，優(yōu)選的至少50％重量百分比的無(wú)機(jī)組份。從而得到良好的耐火特性。
在本發(fā)明的片的生產(chǎn)中，優(yōu)選使用有幅面料狀特征的纖維無(wú)機(jī)材料。這種幅面料狀材料用包含硅酸鹽化合物和熱塑顆?；虿ＡЭ招那蛐问降奶盍系慕n溶液進(jìn)行浸漬。如果有熱塑顆粒，這些顆?？赡苡邢旅鎸⒁枋龅呐c第二層相關(guān)的特征。第一層的幅面料狀材料的特性也應(yīng)與參考第二層將要更詳細(xì)描述的特性相同。
這樣浸漬的幅面料狀材料接著可以放置到熱壓裝置中。所以層的數(shù)目是可選的，從1開(kāi)始的任意數(shù)值，向上取決于所需的該片的厚度。接著進(jìn)行加壓。后者可以這樣進(jìn)行，使壓力機(jī)主動(dòng)地閉合，但是通過(guò)加熱壓力機(jī)也可以得到另一種加壓作用，加熱壓力機(jī)使熱塑顆粒產(chǎn)生膨脹，依次使位于壓力機(jī)表面之間的各層產(chǎn)生膨脹，因此充滿壓力機(jī)表面之間的空間，從而得到加壓作用。在后者的情況下，加壓機(jī)的加壓表面不需要相互移動(dòng)。
上述的技術(shù)產(chǎn)生，在一個(gè)階段，在加壓時(shí)有重要的溶劑、水等與材料的分離。如果這種氣體逸出還產(chǎn)生問(wèn)題，那么在經(jīng)受加壓的一層或幾層上至少在其一側(cè)可以設(shè)置多孔的材料薄片。這種多孔的材料薄片被認(rèn)為可以讓氣體沿著和／或通過(guò)所述薄片逸出。在熱壓時(shí)，引起熱塑顆粒膨脹，這使得經(jīng)受加壓的各層得到泡沫狀的特征，該特征取決于熱塑顆粒和／或玻璃空心球的比例。
關(guān)于多孔材料薄片，下面參考“第二”層的陳述包括后者也可以包含第二薄片。這個(gè)第二層可以與一層或幾層的第一層，也就是包括無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的各層熱壓在一起。由于第二層包括纖維材料、固化的樹(shù)脂和膨脹的熱塑顆粒，它變得適合耐高溫特性較差，但另一方面都得到優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度特性。按照本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方案，因此按照本發(fā)明該片可以獲得組合的特征，該組合包含至少一層耐高溫的包含無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的層，和至少一層包含固化樹(shù)脂和膨脹的熱塑顆粒的第二層。如果按照本發(fā)明的片在其一側(cè)達(dá)到耐高溫的特性，當(dāng)然本發(fā)明的片應(yīng)該這樣布置，使得包含無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的第一層朝向高溫，而包含固化樹(shù)脂的第二層背向高溫源。在相對(duì)兩側(cè)都會(huì)遇到高溫的情況下，合適地設(shè)計(jì)本發(fā)明的片，使得包含無(wú)機(jī)硅酸鹽的第一層在其外周邊側(cè)，而在這些位于表面的層之間可以有二層或多層包含固化樹(shù)脂和膨脹的熱塑顆粒的第二層。
但是應(yīng)該指出，按照本發(fā)明產(chǎn)生該片不一定需要通過(guò)同步熱壓所需數(shù)量的第一和第二層。也可以單獨(dú)生產(chǎn)所需數(shù)量的片元件，每個(gè)元件由一層或幾層包含無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的第一層許多其他片元件由一層或幾層包含固化樹(shù)脂和熱塑顆粒的第二層構(gòu)成。然后，在分離的操作中，所需數(shù)目的具有不同特性的片元件在合適的層壓操作中互相組合起來(lái)。因此，通過(guò)膠粘操作或通過(guò)定位至少一層可以實(shí)施層壓，這樣實(shí)現(xiàn)上面參考在要連接的各片元件之間的或第一或第二層所定義的特性，并且這些中間層還應(yīng)在這樣的條件下，使在其中包括的結(jié)合劑(硅酸鹽、樹(shù)脂)不會(huì)全部固化，還有能力在層壓操作中在上述的各片元件之間起到結(jié)合作用。
按照生產(chǎn)本發(fā)明的片的另一種方法，一層或幾層第一層，也就是包含無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的各層可以在加壓裝置或類(lèi)似裝置中經(jīng)受干燥和加熱，從而可以得到半制成品，所述半制成品至少剛硬到這樣的程度，它將保持片的特性。由于在第一層中存在熱塑顆粒，應(yīng)進(jìn)行熱處理直到熱塑顆粒膨脹。在這種情況下，該半制成品將獲得泡沫復(fù)合材料半制成品的特性。然后一個(gè)或幾個(gè)這樣的半制成品可以互相組合起來(lái)，也可以與其他片元件，如含有可固化樹(shù)脂的元件組合起來(lái)，用于最終加壓或者在提高溫度的情況對(duì)片進(jìn)行其他共同處理。
由一層或幾層含有無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的第一層制成的片，在一般情況下，將具有耐水性，但它不如使用較大比例的聚合物材料制成的片的耐水性好。如果高的耐水性是個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)，由一層或幾層含有無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的第一層形成的片可以與一層或幾層相對(duì)較硬含有固化的樹(shù)脂以及膨脹的熱塑顆粒的第二層結(jié)合。在實(shí)際制造過(guò)程中，可以將這樣的第二層的半制成品放在兩層含有無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的第一層之間。因此第二層中的半制成品含有在未固化狀態(tài)的可固化樹(shù)脂，和在未膨脹狀態(tài)的可膨脹熱塑顆粒。在熱壓這三層時(shí)，它們相互之間將緊密互相連接，在該片的外側(cè)的第一層將有很高的耐火特性，而同時(shí)上述的中間層將有良好的機(jī)械強(qiáng)度特性。
在下面的描述中，將用術(shù)語(yǔ)A-、B-和C-階段來(lái)描述可能在第二層中存在的可固化樹(shù)脂。它的意思是在A-階段的可固化樹(shù)脂是可熔化的，很少交聯(lián)和不可溶解的。在C-階段的樹(shù)脂是不可熔化的。B-階段指的是在A-和C-階級(jí)之間的階段。
下面將對(duì)上面指出的“第二”層在組成和制造方面進(jìn)行詳細(xì)的描述。下面所討論的內(nèi)容可以應(yīng)用到如下兩種情況，一種是單獨(dú)制造第二層和僅與一層或幾層第一層組合用于構(gòu)成作為預(yù)制單元的片，而另一種情況是所需數(shù)目的第一和第二層在一個(gè)和相同的熱壓操作中互相組合以制成該片。后面對(duì)熱塑顆粒和幅面料狀材料所講的東西應(yīng)視作為也可應(yīng)用到在第一層中可能存在的熱塑顆粒，和包括在第一層中的纖維和無(wú)機(jī)材料。
下面，術(shù)語(yǔ)“復(fù)合材料”將用來(lái)稱呼“第二層”。
例如可以下列方法生產(chǎn)復(fù)合材料以常規(guī)方法生產(chǎn)水基的可固化樹(shù)脂的預(yù)縮合物，控制水的含量，使得干含量將在30-75的重量％。以這種方式獲得的溶液帶有未膨脹的熱塑顆粒，所謂的微球體，使其達(dá)到這樣的程度，在加壓的復(fù)合材料中微球體對(duì)樹(shù)脂的重量比在4∶1到1∶50之間變化。使微球體以這樣的總量存在是有利的，它們?cè)谂蛎洜顟B(tài)有幅面料狀材料和樹(shù)脂混合物的體積百分比為50-95，最好是75-95％。以常規(guī)的方式將幅面料狀材料浸漬在樹(shù)脂和微球體的混合物中，例如將幅面料浸沒(méi)在含有混合物的浴槽中，或?qū)⒒旌衔飮姙⒌椒媪仙?。被浸漬幅面料的浸漬程度，例如可以借助輥通過(guò)加壓來(lái)控制。
所討論的可固化的樹(shù)脂由與尿素、苯酚、間苯二酚或密胺合成的所謂的甲醛基樹(shù)脂來(lái)代表。但是也可以使用更普通的可固化樹(shù)脂，如縮聚樹(shù)脂，象聚酰亞胺；和加聚樹(shù)脂，例如聚亞胺脂。
幅面料狀材料可以由織造的或非織造的，有機(jī)的式無(wú)機(jī)的材料來(lái)代表，其中應(yīng)特別提到玻璃纖維、礦物纖維、纖維素纖維和聚酯纖維。幅面料狀材料有足夠的孔隙率以便能夠以滿意的方式用樹(shù)脂和微球體的混合物進(jìn)行浸漬也是很重要的。為了使幅面料狀材料在作為單獨(dú)的層時(shí)容易干燥和處理，所述材料的合適厚度應(yīng)在0．1到5mm(毫米)之間變化。在熱壓機(jī)中生產(chǎn)該片時(shí)，許多這樣的單個(gè)復(fù)合材料層可以互相組合起來(lái)，和與可能的“第一”層組合，更加精確地說(shuō)使獲得的片的厚度為40mm或更厚些。這與溶劑的含量有關(guān)，控制溶劑的含量使其不是太高造成有害的影響，另一方面，又不是太低，以致不能在蒸汽的環(huán)境中進(jìn)行加壓操作，蒸汽環(huán)境有利于均勻加壓的結(jié)果。優(yōu)選的是在熱壓之前復(fù)合材料中的溶劑含量不大于40，合適的不大于25，優(yōu)選的是不大于15％重量百分比。但是，溶劑含量應(yīng)該足夠獲得有利的蒸汽環(huán)境，優(yōu)選的是大于2，更優(yōu)選的是大于5％重量百分比。
用于生產(chǎn)復(fù)合材料的微球體有外殼，該外殼可由氯乙烯和1，1-二氯乙烯的共聚物，氯乙烯和丙烯腈的共聚物，和苯乙烯和丙烯腈的共聚物組成。應(yīng)該提出的還有，含有高達(dá)約20％重量百分比苯乙烯的異丁烯酸腈的共聚物，兩烯酸甲酯和高達(dá)約50％重量百分比的異丁烯酸乙脂的組合單體的共聚物，異丁烯酸甲酯和高達(dá)約70％重量百分比的原氯苯乙烯的共聚物。未膨脹球體的尺寸，和相應(yīng)的膨脹球體尺寸可以在很寬的極限范圍內(nèi)變化，也可以選擇以便得到最終產(chǎn)品所需的各種特性。應(yīng)該指出，用于未膨脹球體的顆粒尺寸的一個(gè)例子，如1微米(μm)到1mm，優(yōu)選的是2μm到0．5mm，特別是5μm到50μm。在膨脹過(guò)程中，微球體的直徑增加2-5倍。未膨脹的球體含有易揮發(fā)的液體膨脹劑，它在加熱時(shí)蒸發(fā)。這些膨脹劑可以由氟利昂、烴，如正戊烷、異戊烷、季戊烷、丁烷、異丁烷或其他膨脹劑組成，它們通常用于這里定義的這類(lèi)微球體中。5-30％重量百分比的微球體可以由膨脹劑組成是合適的?？蓪⑽⑶蝮w以干燥的顆粒或在懸浮液中的形式加入到樹(shù)脂溶液中，懸浮液例如在水或一種醇中，如甲醇。
如上面已經(jīng)談到的那樣，在浸漬溶液中樹(shù)脂／微球體之比可以在很寬的極限范圍內(nèi)變化，這個(gè)比影響最終產(chǎn)品的特性。相反，已知在某些應(yīng)用領(lǐng)域和某些已經(jīng)確定的最終產(chǎn)品的特性，可以選擇在混合物中合適的樹(shù)脂／微球體之比。藉助實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的預(yù)制備試驗(yàn)可以很容易確定這個(gè)比。
如果希望或者需要，在樹(shù)脂和微球體的溶液中可以添加不同的添加劑，如穩(wěn)定劑、耦合劑、填充劑、阻燃劑和／或顏料。
因此，在半制成品狀態(tài)中的復(fù)合材料里，熱塑顆粒是以未膨脹狀態(tài)存在，和可固化樹(shù)脂是以A-或可能是B-階段存在。在將溶劑含量干燥到最好為5-25％重量百分比之后，可以布置復(fù)合材料到后面的操作中進(jìn)行熱壓加工。因此可以將復(fù)合材料，例如卷起來(lái)形成卷筒，以便輸送和儲(chǔ)存。
在熱壓過(guò)程中，如果需要可以將多孔材料薄片施加到用樹(shù)脂溶液浸漬過(guò)的幅面料狀材料的一側(cè)或兩側(cè)上。因此，它包括所述多孔材料薄片可以放置在用樹(shù)脂溶液浸漬的兩個(gè)幅面材料之間。與材料薄片相聯(lián)系的“多孔”的定義，應(yīng)理解為薄片上應(yīng)存在有許多這樣的開(kāi)口或空穴，允許樹(shù)脂混合物部分侵入到材料薄片之中，這時(shí)熱塑顆粒膨脹，并且允許溶劑沿著／或穿過(guò)材料薄片逸出。實(shí)際上，材料薄片可以由任何形式的纖維薄片或纖維幅面料構(gòu)成，如織造的或非織造的，有機(jī)的或無(wú)機(jī)的纖維材料。這里，術(shù)語(yǔ)“纖維幅面料”包括，例如由玻璃或礦物制成的所謂纖維片或片毯。作為纖維材料的例子，應(yīng)該指出的有玻璃纖維、礦物纖維、纖維素纖維和聚酯纖維。因此，特別有利的另一種方案包括制成玻璃纖維或礦物棉的多孔薄片。
另一種是，多孔材料薄片也可以由所謂膨脹的金屬，即由一整塊金屬形成的交聯(lián)金屬結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。在這樣的膨脹金屬中，有許多連接的橋，它們相對(duì)膨脹金屬薄片的主平面多少有關(guān)傾斜。在這樣的橋中，膨脹金屬薄片有通孔，因此，膨脹的金屬薄片允許溶劑從膨脹金屬薄片的通孔中逸出，由于在膨脹金屬薄片中存在許多開(kāi)口和空穴，所以溶劑也能平行于膨脹金屬薄片逃逸出去。
材料薄片的另一種替換形式是泡沫薄片，例如由密胺泡沫或聚酯泡沫制成的薄片。在實(shí)施該方法時(shí)這樣的泡沫薄片可以定位在浸漬的幅面料狀材料的一側(cè)上，以便在熱壓時(shí)完成所需要的層壓片。這樣的泡沫薄片在熱壓過(guò)程也可以定位在浸漬的幅面料狀材料形成的薄片之間。
就泡沫塑料而言，有相對(duì)較軟特性的泡沫塑料是優(yōu)先選擇的，例如可以選擇泡沫塑料的密度約為200kg／m3或更小。但是，應(yīng)該選擇泡沫塑料的密度約為5kg／m3或更大。泡沫塑料的密度在5到80kg／m3之間，已經(jīng)獲得特別有利的結(jié)果。
當(dāng)用玻璃纖維或礦物棉作為多孔材料薄片時(shí)，優(yōu)選的密度在50到300kg／m3之間的某處，和特別優(yōu)選的是在100到200kg／m3之間。
可以將由浸漬的幅面料材料和所述多孔材料薄片構(gòu)成的復(fù)合材料的組合放置到熱壓或類(lèi)似的裝置中，在那里復(fù)合材料的組合經(jīng)受加熱，使剩余的溶劑含量蒸發(fā)，并使熱塑顆粒膨脹。
合適地設(shè)計(jì)和挑選材料薄片和浸漬的幅面料狀材料，使得在熱塑顆粒膨脹時(shí)發(fā)生樹(shù)脂混合物部分侵入到材料薄片中。因此，將產(chǎn)生樹(shù)脂混合物、幅面料狀材料和多孔材料薄片之間極好的互相連接。如已經(jīng)說(shuō)明的那樣，選擇材料薄片使其有這樣的多孔特性，使剩余的溶劑可沿著和／或穿過(guò)材料薄片逸出達(dá)到非常顯著的程度。通過(guò)正常的加壓裝置結(jié)構(gòu)，溶劑將主要通過(guò)沒(méi)有被侵入的樹(shù)脂混和物占據(jù)的多孔材料薄片的部分側(cè)向逸出。
上面，為了示范的目的已經(jīng)描述了怎樣在其熱壓過(guò)程可以將復(fù)合材料與另外的材料薄片如多孔的材料薄片組合起來(lái)。但是應(yīng)仔細(xì)地注意到，這樣的多孔材料薄片不是必需的，用許多復(fù)合材料薄片也可以進(jìn)行熱壓，每個(gè)復(fù)合材料薄片是由浸漬的幅面料狀材料并且可能不是多孔的薄片所構(gòu)成的。這樣的實(shí)施方案特別有利地實(shí)現(xiàn)，是由于在熱壓前控制了復(fù)合材料中的溶劑含量，優(yōu)選的是通過(guò)干燥，最好達(dá)到在5-25％重量百分比之內(nèi)的值。
可固化樹(shù)脂的固化在熱壓裝置中的一個(gè)階段中實(shí)現(xiàn)，這個(gè)階段與剩余溶劑的蒸發(fā)和熱塑顆粒的膨脹屬于同一階段，合適的時(shí)間順序是這樣，溶劑蒸發(fā)和熱塑顆粒的膨脹幾乎同時(shí)發(fā)生，而可固化樹(shù)脂的最終固化隨其后面發(fā)生，當(dāng)溶劑體積的大部分已經(jīng)逸出時(shí)，溫度開(kāi)始升高使樹(shù)脂固化。
將由浸漬的幅面料狀材料和可能的另外材料薄片組成的復(fù)合材料，合適地定位到熱壓裝置中，然后將該裝置閉合到一定的間隙寬度。熱塑顆粒接著的膨脹使體積增加到這樣的程度，在加壓表面之間產(chǎn)生加壓的作用，而不需將加壓表面移動(dòng)使其互相更靠近。
在處理復(fù)合材料過(guò)程中加熱裝置、熱壓裝置或類(lèi)似裝置中的溫度可以在100°到200℃，最好在120-160℃之間變化。在試驗(yàn)時(shí)約140℃已經(jīng)獲得良好的結(jié)果。
如已經(jīng)描述的那樣，多孔材料薄片的任務(wù)，當(dāng)其存在時(shí)，是使溶劑可以沿著和／或穿過(guò)材料薄片逸出。還有，多孔材料薄片還可以有進(jìn)一步的功能。更準(zhǔn)確地說(shuō)，它可以簡(jiǎn)單地作為一個(gè)產(chǎn)生距離的薄片夾在不同的夾層類(lèi)的復(fù)合材料中，與浸漬的幅面料狀材料層夾在它的兩側(cè)或只在它的一側(cè)無(wú)關(guān)。多孔材料薄片還可以有降低成本填料的特征。
在按照本發(fā)明的可能實(shí)施方案中，浸漬的材料幅面料是布置在多孔材料薄片的相對(duì)兩側(cè)，可以選擇多孔材料薄片、浸漬的幅面料狀材料和加熱和加壓條件使得可固化樹(shù)脂和／或熱塑顆粒通過(guò)多孔材料層形成連接橋。但是在這樣的實(shí)施方案中，并不允許連接橋變得這樣致密，以致使它們阻礙溶劑沿著和／或穿過(guò)材料薄片排氣。由位于多孔材料薄片的相對(duì)兩側(cè)的浸漬幅面料狀材料制成的各層之間，這樣的連接橋得到在所述各層之間更加穩(wěn)定的互相連接，比在其自身上僅有多孔材料薄片提供的連接要穩(wěn)定得多。因此，獲得提高的機(jī)械強(qiáng)度特性，例如得到的復(fù)合材料其剛性提高，但是最重要的是提高了復(fù)合材料沿多孔材料薄片的抗撕裂的阻力。特別是，由于多孔材料薄片本身是高度可壓縮的，連接橋產(chǎn)生對(duì)抗多孔材料薄片的壓實(shí)的較大阻力。在多孔材料薄片是由泡沫塑料或其他的某些材料組成，它們有低的密度和相對(duì)較軟，但是不管這樣的柔軟或低密度仍希望有良好的機(jī)械特性，在這種情況下連接橋是特別有利的。
如上面已經(jīng)講述過(guò)的那樣，在前面的描述中稱為“復(fù)合材料”的第二層，可以通過(guò)原先已知的層壓技術(shù)層壓到含有無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的一層或幾層的第一層上。還有可能已經(jīng)講過(guò)，在同一次熱壓操作中將一層或幾層含有無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的第一層與一層或幾層第二層(復(fù)合材料層)壓在一起，以便獲得所需的片，至少在該片的一側(cè)上應(yīng)該有一層或幾層含有無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的第一層。
應(yīng)指出，在實(shí)踐中，各個(gè)第一和第二層在它們的連接狀態(tài)其厚度在1mm的量級(jí)。這已考慮到在該層中包括熱塑膨脹顆粒以及沒(méi)有這樣顆粒的情況。在后一種情況，無(wú)機(jī)填料顆粒將有減小密度的作用。還有作為一個(gè)例子不妨提到，這樣的第一或第二層當(dāng)在它的連接狀態(tài)時(shí)可以有密度約為210kg／m3。當(dāng)生產(chǎn)出最終的片時(shí)，取決于其厚度，該片中可能存在或者很大或者很小數(shù)目的第一和／或第二層，這意味著通?？赡苡袔资畬哟嬖?。
當(dāng)然，在本發(fā)明的概念范疇內(nèi)發(fā)明可以進(jìn)行各種各樣的修改，如下面的專(zhuān)利權(quán)利要求書(shū)中所定義的那樣。
權(quán)利要求
1．一種耐高溫的片，其特征在于，它包括至少一層，該層包括a)至少一種無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物；和b)纖維無(wú)機(jī)材料。
2．如權(quán)利要求1所述的片，其特征在于，它還包括一種填料，最好是低密度類(lèi)型的填料。
3．如權(quán)利要求2所述的片，其特征在于，填料包括無(wú)機(jī)顆料。
4．如權(quán)利要求3所述的片，其特征在于，顆粒是由玻璃組成。
5．如權(quán)利要求4所述的片，其特征在于，顆粒是由玻璃空心球組成
6．如權(quán)利要求2所述的片，其特征在于，填料包括膨脹的熱塑顆粒。
7．如權(quán)利要求6所述的片，其特征在于，顆粒是由微球體組成。
8．如權(quán)利要求3和6所述的片，其特征在于，填料包括無(wú)機(jī)和有機(jī)顆粒的混合物。
9．如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的片，其特征在于，纖維無(wú)機(jī)材料，如在它的原始狀態(tài)所見(jiàn)的那樣，是幅面料狀的。
10．如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的片，其特征在于，硅酸鹽化合物是由水玻璃組成。
11．如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的片，其特征在于，包含有添加劑的硅酸鹽化合物組成第一層重量的重量百分比是25-90，合適的是47-70，最好約65％。
12．如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的片，其特征在于，纖維無(wú)機(jī)材料組成第一層的重量百分比是10-60，合適的是15-45，最好是約25％。
13．如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的片，其特征在于，填料組成第一層的重量百分比是3-60，合適的是5-40，最好是約10％。
14．如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的片，其特征在于，第一層包括含有無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物的第一薄片，和含有多孔材料的第二薄片，在通過(guò)熱壓生產(chǎn)該片過(guò)程中多孔材料允許氣體沿著和／或穿過(guò)所述多孔材料薄片逸出。
15．如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的片，其特征在于，除了數(shù)目在一層或幾層的第一層之外，它還包括至少一層的第二層。
16．如權(quán)利要求15所述的片，其特征在于，第二層包括纖維材料、固化的樹(shù)脂和膨脹的熱塑顆粒。
17．如權(quán)利要求16所述的片，其特征在于，第二層的纖維材料，如在它的原始狀態(tài)所看到的那樣，是幅面料狀的。
18．如權(quán)利要求16或17所述的片，其特征在于，第二層的纖維材料包括織造或非織造的、有機(jī)或無(wú)機(jī)的纖維材料。
19．如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的片，其特征在于，它包括至少30，合適的至少40，優(yōu)選的至少50，特別的至少85％重量百分比的無(wú)機(jī)組份。
20．一種生產(chǎn)一種片的方法，其中，處理至少含有結(jié)合劑和溶劑的一層，以便除去溶劑并在該片中獲得結(jié)合效果，其特征在于，處理的一層至少一部分由下列組成a)至少一種組成結(jié)合劑的無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物；和c)纖維無(wú)機(jī)材料。
21．如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，經(jīng)受處理的該層還包括至少一種填料。
22．如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，填料由膨脹的熱塑顆粒組成，通過(guò)加熱已經(jīng)引起熱塑顆粒膨脹。
23．如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，填料由未膨脹的熱塑顆粒組成，在處理過(guò)程中通過(guò)加熱引起熱塑顆粒膨脹。
24．如權(quán)利要求20-23中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括加熱的處理是通過(guò)熱壓獲得的。
25．如權(quán)利要求20-24中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該層設(shè)有包含無(wú)機(jī)化合物的第一薄片，和含有多孔材料的第二薄片，在處理過(guò)程中多孔材料允許溶劑沿著和／或穿過(guò)所述第二多孔材料薄片逸出。
26．如權(quán)利要求20-25中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，執(zhí)行用于生產(chǎn)該片的處理，有至少一層第二層。此外至少一層第一層，所述第二層包括用可固化樹(shù)脂浸漬的纖維材料和包括熱塑顆粒。
27．如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，在處理之前，在第二層中的熱塑顆粒是在未膨脹狀態(tài)，在處理過(guò)程中通過(guò)加熱引起顆粒膨脹。
28．如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，在處理過(guò)程中，引起可固化樹(shù)脂從A-或B-階段改變到C-階段。
29．如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，在處理前，第二層有預(yù)制的泡沫復(fù)合材料層的特征，復(fù)合材料層中熱塑顆粒是以膨脹的狀態(tài)出現(xiàn)。
30．如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，可固化樹(shù)脂在A-或B階段存在于泡沫復(fù)合材料層中。
31．如權(quán)利要求20-30中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，處理之后，該片與一層或幾層由纖維材料、固化樹(shù)脂和膨脹的熱塑顆粒組成的預(yù)制層進(jìn)一步層壓在一起。
32．如權(quán)利要求20-31中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了生產(chǎn)一種片將許多第一層層壓在一起。
33．如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，至少許多第一層包含熱塑顆粒，在層壓之前，熱塑顆粒是以未膨脹狀態(tài)存在。
34．如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，至少許多第一層包含熱塑顆粒，在層壓之前，熱塑顆粒是以膨脹狀態(tài)存在。
全文摘要
一種耐高溫的片和生產(chǎn)它的方法,該方法是根據(jù)包括至少一層而進(jìn)行的,該層含有a)至少一種無(wú)機(jī)硅酸鹽化合物;和b)纖維無(wú)機(jī)材料。
文檔編號(hào)B32B5/22GK1293615SQ99804118
公開(kāi)日2001年5月2日 申請(qǐng)日期1999年1月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月16日
發(fā)明者B·安德松 申請(qǐng)人:格拉西斯控股公司